本文作者張恒(核工程專業(yè)計(jì)算機(jī)控制方向在讀博士生)

數(shù)日之前，一位來(lái)自可再生能源領(lǐng)域的專家提出了“核電多余論”，稱如果中國(guó)未來(lái)10年全社會(huì)用電量的年平均增長(zhǎng)率保持在3%左右，那么還在規(guī)劃和擬議中的至少5000萬(wàn)千瓦的核電站，應(yīng)該是完全多余的。不難理解，出于所處立場(chǎng)，作者對(duì)未來(lái)10年太陽(yáng)能與風(fēng)能的降本空間給出了十分樂(lè)觀的估計(jì)，但核電真的多余嗎?

根據(jù)2014年11月中美雙方發(fā)布的《中美氣候變化聯(lián)合聲明》，中方首次正式提出2030年左右中國(guó)碳排放有望達(dá)到峰值，并將于2030年將非化石能源在一次能源中的比重提升到20%。作為降低碳排放的重要措施，中國(guó)明確提出要推進(jìn)水電開(kāi)發(fā)，安全高效發(fā)展核電，大力發(fā)展風(fēng)電，加快發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電，積極發(fā)展地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能和海洋能。從上述排序中可以看出，在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)中，核電不僅不多余，還將是不可或缺的組成部分。

那么，是什么原因使得核電成為上述官方解讀中位列第二的電源形式?風(fēng)電和太陽(yáng)能的瓶頸何在?被眾多反核者作為經(jīng)典案例的德國(guó)棄核背后，又是怎樣一出翻來(lái)覆去的政治游戲?

"We must get it right,but we're on the wrong path at the moment. A radical change of course at the global level is long overdue."

——Maria van der Hoeven,IEA executive director

——題記

(我們必須改正，但當(dāng)下我們走在錯(cuò)誤的路上。世界范圍內(nèi)的徹底改變姍姍來(lái)遲。——國(guó)際能源署(IEA)前總干事范德胡芬)

序

IEA的最新版雙年度《能源技術(shù)展望》展示了現(xiàn)在到2050年之間全球能源系統(tǒng)會(huì)怎樣演變。據(jù)估計(jì)，能源總體需求的電力份額將從2011年的17%上升至2050年的23-26%之間。與此同時(shí)，同聯(lián)合國(guó)IPCC的分析一致，IEA也認(rèn)為需要能源部門內(nèi)采取行動(dòng)降低碳排放，限制全球溫度上升不超過(guò)2°C。

而在《能源技術(shù)展望》的所提解決方案中，化石燃料在全球一次能源供應(yīng)中份額幾乎驟降一半，從2011年的80%降至2050年略高于40%。而核能、終端使用燃料的轉(zhuǎn)換以及發(fā)電效率和燃料轉(zhuǎn)換，對(duì)實(shí)現(xiàn)2℃方案目標(biāo)“至關(guān)重要”。

一、國(guó)內(nèi)電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

回到中國(guó)的角度來(lái)看，根據(jù)2014年11月12日簽訂的《中美氣候變化聯(lián)合聲明》表述，中方首次正式提出2030年左右中國(guó)碳排放達(dá)到峰值，并計(jì)劃到2030年將非化石能源在一次能源中的比重提升到20%。中美是全球兩個(gè)最大的溫室氣體排放國(guó)，其排放占全球總排放的42%。

中國(guó)承諾碳排放峰值，給國(guó)內(nèi)能源結(jié)構(gòu)帶來(lái)巨大轉(zhuǎn)型壓力。高燃煤消耗企業(yè)將被加速關(guān)?；虮桓叱杀颈仆?，中國(guó)燃煤發(fā)電比例要降至65%，而目前的煤電比例是73%左右。作為填補(bǔ)這一部分火電空缺重要措施，中國(guó)明確提出要推進(jìn)水電開(kāi)發(fā)，安全高效發(fā)展核電，大力發(fā)展風(fēng)電，加快發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電，積極發(fā)展地?zé)崮?、生物質(zhì)能和海洋能。這一句話是中央政府門戶網(wǎng)站的官方政策法規(guī)解讀。因此我們要格外注意其能源種類排序。

核電僅排在水電之后，看得出來(lái)國(guó)家對(duì)發(fā)展核電態(tài)度，水電有”天花板”,水力資源大約有5億千瓦，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了2個(gè)多億。而從國(guó)家戰(zhàn)略層面來(lái)看，風(fēng)能，太陽(yáng)能，包括生物能由于其發(fā)電物理屬性不可能做到太大。因此僅僅考慮到能源需求增長(zhǎng)放緩而并未考慮能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型而對(duì)核電發(fā)展做出的判定是有失偏頗的。

OK，目前經(jīng)濟(jì)增速放緩，拋開(kāi)接下來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)因素對(duì)電力需求的增加，但是近8%的煤電能源缺口怎么去彌補(bǔ)?2014年中國(guó)全社會(huì)用電總量是55233億千瓦時(shí)，8%是多少?中國(guó)這樣的經(jīng)濟(jì)體量這個(gè)比例算起來(lái)會(huì)很恐怖，因此提法叫能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型一點(diǎn)不為過(guò)。附一個(gè)表格：

全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

核電的裝機(jī)量最低，其可發(fā)展的空間也是最大。而水電由于其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，增速已經(jīng)明顯放緩，由于其本身體量已經(jīng)很大，這也將是一個(gè)趨勢(shì)。

二、關(guān)于太陽(yáng)能的技術(shù)突破問(wèn)題(風(fēng)能可以參考)

談及太陽(yáng)能，目前硅基光伏能效轉(zhuǎn)換的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)最高20%-25%，其理論峰值為31%;這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)自中科院太陽(yáng)能薄膜重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)中國(guó)科大微尺度實(shí)驗(yàn)室做吸光納米粒子量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池，迄今轉(zhuǎn)化效率最高達(dá)到6%，理論值42%，文章發(fā)表在NatureMaterial，影響因子23.1。應(yīng)該算是目前太陽(yáng)能材料領(lǐng)域科研的高水準(zhǔn)了。而實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)效率(包括逆變，器材損耗等等)，目前國(guó)內(nèi)水平能夠超過(guò)14%就很不錯(cuò)。

我們知道實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)與工業(yè)部署有多大的鴻溝去填平，實(shí)驗(yàn)室不計(jì)成本的去挑戰(zhàn)最好的參數(shù)，而真正發(fā)電會(huì)極大的考慮經(jīng)濟(jì)成本，因此太陽(yáng)能的全面性大規(guī)模工業(yè)部署需要光伏行業(yè)無(wú)論是理論還是上下游工程水平都有質(zhì)的突破。

三、關(guān)于德國(guó)棄核

目前談核能必提及德國(guó)退出核電，那么我們細(xì)談一下德國(guó)的核政策。

“核去火來(lái)”?

德國(guó)核電占17%，這一比例乘以總電力消耗，非常很可觀。默克爾開(kāi)出的藥方是大力發(fā)展綠色能源，但實(shí)際上，掣肘于能源儲(chǔ)存技術(shù)，德國(guó)現(xiàn)有的綠色能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能)根本無(wú)法填補(bǔ)這一缺口，而且高昂的發(fā)電成本，也迫使德國(guó)民眾必須承擔(dān)更高昂的電力價(jià)格。當(dāng)時(shí)甚至有國(guó)家登出漫畫，巨大的風(fēng)機(jī)，由燃煤動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電，名曰德國(guó)人發(fā)明了燃煤綠色風(fēng)機(jī)。德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部能源研究負(fù)責(zé)人Diethard Mager明確表示，德國(guó)要從俄羅斯甚至南亞國(guó)家進(jìn)口更多石油、煤炭和天然氣。補(bǔ)充一句既然德國(guó)也掣肘于能源存儲(chǔ)技術(shù)無(wú)法大力發(fā)展太陽(yáng)能，風(fēng)能，我們這么大的體量這么大的轉(zhuǎn)型，真的就可以嗎?

“核去核來(lái)”?

除“核去火來(lái)”，更諷刺的是，德國(guó)自己棄核卻改用鄰居的核電——2011年上半年，法國(guó)出口到德國(guó)的電力比去年同期增長(zhǎng)了50%，捷克出口到德國(guó)的電力則增加了6倍多。法國(guó)目前核電比例75%，捷克則為30%，這真真是“核去核來(lái)”，不過(guò)是由核電自給到核電進(jìn)口。

重拾核電?

回顧一下德國(guó)的核電政策：

1974年，中東石油危機(jī)爆發(fā)，德國(guó)政府大力支持發(fā)展核電，德國(guó)核工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期。

1986年，切爾諾貝利核事故發(fā)生，德國(guó)民眾反核聲音強(qiáng)烈，德國(guó)政府停止了對(duì)核工業(yè)的支持。

2002年，德國(guó)紅綠黨聯(lián)合政府與資方達(dá)成協(xié)議，出臺(tái)“核電逐步退出”法令，最遲2022年之前，以廠齡和發(fā)電量為依據(jù)，陸續(xù)關(guān)停全國(guó)19座核電站。

2010年10月，考慮到二氧化碳減排壓力，德國(guó)聯(lián)邦議院通過(guò)了默克爾主政的黑黃聯(lián)合政府有關(guān)延長(zhǎng)核電站運(yùn)營(yíng)期限的計(jì)劃，將德國(guó)關(guān)閉最后一座核電站的時(shí)間，由2022年前后推遲到大約2035年。

然后是2011棄核。

德國(guó)政黨組成復(fù)雜：紅黨即社民黨，在政治上屬于左派，綠黨則強(qiáng)調(diào)環(huán)保，紅綠曾一度聯(lián)合執(zhí)政;黃黨是自由民主黨，多代表資方;黑黨指基督教民主聯(lián)盟，這是默克爾的黨，屬于中偏右的黨。換一個(gè)政黨執(zhí)政或許核電政策又變了實(shí)在說(shuō)不定。這一點(diǎn)與中國(guó)國(guó)情大相徑庭。

總而言之，德國(guó)棄核四年多目前找到的最好的新能源就是“進(jìn)口的火電和進(jìn)口的核電”。

四、核電投資與收益

談一談核電的標(biāo)桿電價(jià)下是否依舊能讓投資者盈利，這也是題文作者所批判的。

在經(jīng)歷了21年“一站一價(jià)”的“保育期”后，2013年7月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《核電上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制有關(guān)問(wèn)題的通知》，全國(guó)統(tǒng)一為0.43元/千瓦時(shí)。理性地看，核電標(biāo)桿電價(jià)是我國(guó)核電發(fā)展走向市場(chǎng)化的重要里程碑。目前全國(guó)現(xiàn)行風(fēng)力標(biāo)桿電價(jià)按資源狀況劃分為4類，每千瓦時(shí)分別為0.51、0.54、0.58、0.61元，比核電高19%~42%。與脫硫脫硝燃煤發(fā)電相比，每千瓦時(shí)大部分地區(qū)燃煤機(jī)組電價(jià)均高于0.43元，尤其在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的華東、華南以及華中地區(qū)，核電都有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。以往核電站執(zhí)行“一站一價(jià)”的原則是電站造價(jià)越高，其獲得政府批準(zhǔn)的上網(wǎng)電價(jià)也隨之越高。而“這種做法的弊端就是，電廠如果把成本和造價(jià)做高，把工期延長(zhǎng)，這些成本最終還是由國(guó)家來(lái)買單”。

舉個(gè)例子，2013年6月投運(yùn)的紅沿河1號(hào)機(jī)組，最初批復(fù)的上網(wǎng)電價(jià)為0.427元/千瓦時(shí)，7月國(guó)家發(fā)改委發(fā)布核電標(biāo)桿電價(jià)，致使該機(jī)組最終將執(zhí)行當(dāng)?shù)鼗痣姌?biāo)桿電價(jià)0.422元/千瓦時(shí)，即便如此，這個(gè)價(jià)格依然可保證紅沿河獲得9%的內(nèi)部收益率。

正如題文所說(shuō)，目前最大的問(wèn)題在于三代機(jī)組的成本控制。比如AP1000，對(duì)設(shè)備材料制造及供應(yīng)商的要求很高，可選擇的供應(yīng)商少，價(jià)格貴，再加上設(shè)計(jì)變更頻繁，試驗(yàn)周期長(zhǎng)，目前成本控制的難度很大。好消息是最近其主泵已經(jīng)完成最后的熱工實(shí)驗(yàn)，可以供貨。但是，國(guó)家已為這類機(jī)組留下了一定的緩沖空間。《核電上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制有關(guān)問(wèn)題的通知》規(guī)定“承擔(dān)核電技術(shù)引進(jìn)、自主創(chuàng)新、重大專項(xiàng)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化任務(wù)的首臺(tái)或首批核電機(jī)組或示范工程，其上網(wǎng)電價(jià)可在全國(guó)核電標(biāo)桿電價(jià)基礎(chǔ)上適當(dāng)提高，具體由省級(jí)價(jià)格主管部門提出方案報(bào)國(guó)家發(fā)改委核批。” 這意味著AP1000首批4臺(tái)機(jī)組和臺(tái)山EPR機(jī)組、山東石島灣HTR，以及此后可能建設(shè)的CAP1400等示范工程將區(qū)別對(duì)待，單獨(dú)核定電價(jià)。我們知道，一臺(tái)百萬(wàn)千瓦的核電機(jī)組，拖一天增加財(cái)務(wù)費(fèi)用近200萬(wàn)元，同時(shí)減少利潤(rùn)近300萬(wàn)元。因此除去這幾臺(tái)機(jī)組，“保育期”后建設(shè)的三代機(jī)組將面臨考驗(yàn)。

最后總結(jié)一句，新增核(裂變)電廠在未來(lái)可預(yù)見(jiàn)的一段時(shí)間內(nèi)，將是能源轉(zhuǎn)型中不可或缺的組成部分。